Из блога Стивена Вольфрама — британского физика, математика, программиста, писателя. Разработал систему компьютерной алгебры Mathematica и систему извлечения знаний WolframAlpha.
Суть задачи
Допустим, мы можем расставить по нашей солнечной системе (и за её пределами) маяки, способные выжить несколько миллиардов лет и записать все достижения нашей цивилизации. Какими они должны быть?
На этот вопрос довольно легко придумать поверхностный и неглубокий ответ. Но на самом деле мне кажется, что это – глубокая и, в каком-то смысле, нерешаемая, философская проблема, связанная с такими фундаментальными понятиями, как знания, коммуникации и смысл.
И всё же один мой приятель недавно занялся этой проблемой всерьёз – он делает маленькие кварцевые диски, и хочет разбросать их по солнечной системе при помощи космических кораблей. Сначала я говорил, что эти попытки тщетны, но в итоге всё же согласился побыть советником проекта, и, по крайней мере, попытаться решить, что мы можем с этим сделать.
Хорошо, так в чём проблема? По сути, она состоит в передаче знаний или смысла изнутри нашего культурного и интеллектуального контекста наружу. Чтобы понять, что это трудно, достаточно вспомнить об археологии. Для чего несколько тысяч лет назад какие-то камни были выстроены в определённой конфигурации? Иногда мы можем ответить на такой вопрос, поскольку он оказывается близким к нашей современной культуре. Но большую часть времени сказать это очень сложно.
Ладно, а какими могут быть потенциальные варианты использования этих маяков? Один из них – создать страховочную копию человеческого знания, чтобы всё можно было начать сначала, даже если что-то пойдёт совсем не так с нашей земной цивилизацией. И, конечно, с исторической точки зрения нам очень повезло, что у нас сохранились античные тексты, когда в Европе во время эпохи Возрождения произошёл культурный перезапуск. Но частично это стало возможным благодаря наличию непрерывной традиции языков — таких, как латынь и греческий – не говоря уже о том, что и создателями, и потребителями материала были люди.
Но что, если потребителями маяков, которые мы планируем распространить по солнечной системе, окажутся пришельцы, исторически с нами не связанные? Тогда эта проблема становится гораздо сложнее.
В прошлом, когда люди думали об этом, у них была тенденция говорить «просто покажите им математику: она универсальная, и это их впечатлит!» Но мне кажется, что на самом деле оба этих утверждения про математику не соответствуют действительности.
Чтобы понять это, нам нужно углубиться в основы науки, над которыми я, волею судьбы, работал много лет. Причина, по которой люди считают математику кандидатом на универсальный язык общения, состоит в том, что её конструкции выглядят точными, и, по крайней мере, тут, на Земле, существует только одна её версия, поэтому кажется, что её можно определить без культурных отсылок. Но если по-настоящему начать придумывать, как можно передать сведения о математике без всяких допущений (как делал я, консультируя авторов фильма «Прибытие»), то быстро выяснится, что необходимо опуститься на уровень «ниже математики», чтобы получить вычислительные процессы с более простыми правилами.
И одним из очевидных выводов (как это бывает очень часто, по крайней мере, со мной) оказывается использование клеточных автоматов. Легко продемонстрировать сложный рисунок, создаваемый по простым и хорошо определяемым правилам.
Но тут есть проблема: существует множество физических систем, работающих по похожим правилам и выдающих настолько же сложные узоры. Поэтому если такой подход должен продемонстрировать впечатляющие достижения нашей цивилизации, он с этим не справляется.
Ладно, но должно же быть что-то, что мы можем показать, и из чего ясно следует наличие у нас искры интеллекта? Лично я всегда предполагал, что так и есть. Но одно из следствий основ науки, которыми я занимался, является, как я его назвал, "принцип вычислительной эквивалентности". Он утверждает, что после того, как любая система поднимется над самым примитивным уровнем, она будет демонстрировать поведение, эквивалентное по сложности вычислительному процессу.
Поэтому, хотя мы и гордимся своими мозгами, и своими компьютерами, и своей математикой, они, по сути, не смогут выдать ничего за пределами того, что смогут выдать простейшие программы типа клеточных автоматов – или, если уж на то пошло, естественные физические системы. Поэтому, когда кто-то говорит, что «погода себе на уме», это не так уж и глупо: нестабильные динамические процессы, приводящие к погоде, вычислительно эквивалентны процессам, к примеру, происходящим в нашем .
На этом месте естественным человеческим порывом будет заявить, что мы, и всё, чего мы достигли как цивилизация, должны чем-то выделяться. Люди могут, к примеру, сказать, что у погоды нет ни смысла, ни цели. Конечно, мы можем приписывать ей эти цели («она пытается выровнять температуры между двумя точками»), и без некоей культурной истории не существует осмысленного способа говорить о том, есть ли они на самом деле или нет.
Ладно, если демонстрация сложных вычислений не передаст уникальность нас и нашей цивилизации, что может её передать? Ответ кроется в деталях. Сложные вычисления распространены во Вселенной. Наша особенность заключается в деталях нашей истории и того, что нам кажется ценным.
Мы узнаём это, наблюдая за прогрессом искусственного интеллекта. У нас получается автоматизировать всё больше вещей, на которые способны люди – даже рассуждение, суждение, творчество. Но что мы по определению не можем автоматизировать, так это процесс выбора того, что мы хотим, и каковы наши цели. Ведь они тесно связаны с деталями нашего биологического существования и историей нашей цивилизации – а именно это нас и выделяет.
Ладно, а как мы можем передать такие вещи? Ну, это тяжело. Поскольку, естественно, они привязаны к нашим особенным аспектам, а эти аспекты не обязательно могут передаваться способом, которым мы пытаемся наладить коммуникации.
В итоге у нас остаётся проект, планирующий запускать маяки космическими кораблями. Так что же лучше всего разместить на них? Значительную часть своей жизни я провёл за созданием того, что представляет собой сегодня Wolfram Language, и целью которого является обеспечение точного языка для передачи знаний, накопленных нашей цивилизацией, таким образом, чтобы он был понятен и людям и компьютерам. Возможно, этот проект, и мой опыт с ним, могут помочь. Но сначала нужно поговорить об истории, чтобы понять, что в прошлом срабатывало, а что – нет.
Уроки прошлого
Несколько лет назад я был в музее и рассматривал деревянные модельки жизни древнего Египта, погребённые с каким-то правителем несколько тысячелетий назад. «Как грустно, — подумал я. – Они считали, что это поможет им в загробной жизни. Но это не сработало – они просто оказались в музее». А потом до меня вдруг дошло: «Нет, это сработало! Это и есть их загробная жизнь!» Они успешно передали некую суть своей жизни в мир, находящийся далеко за пределами их мира.
Естественно, когда мы смотрим на эти модельки, нам помогает то, что много их особенностей знакомы нам по современности. Коровы. Лодка с вёслами. Свитки. Но кое-что не настолько знакомо. Что это за странные штуки на концах лодок? Каково их предназначение? Для чего они использовались? И тут начинается сложная задача – попытаться понять это без общего контекста.
Прошлым летом я побывал на археологических раскопках в Перу в местечке Караль, где найдено множество всяких строений, построенных более 4000 лет назад. Было довольно очевидно, для чего нужны некоторые из них. А предназначение других понять было сложно. И я продолжал задавать гиду вопросы. И почти всегда ответ был один и тот же: «для церемониальных нужд».
Я сразу начал размышлять о современных строениях. Да, у нас есть памятники и художественные произведения. Но есть и небоскрёбы, стадионы, соборы, каналы, дорожные развязки и много чего ещё. И люди привыкли почти ритуально взаимодействовать с этими строениями. Но в контексте современного общества мы не стали бы называть их «церемониальными»: с нашей точки зрения у каждого типа строений есть определённая цель, которую мы можем описать. Но это описание неизбежно включает в себя достаточно глубокий культурный контекст.
Когда я рос в Англии, я часто гулял в лесах рядом с домом – и находил много всяких ям, берм и других следов работы с землёй. Я спрашивал у людей, что это. Некоторые говорили, что это древние защитные укрепления; некоторые считали, что ямы – это воронки от бомб Второй Мировой. Кто знает – может быть, они возникли из-за процесса эрозии, не связанного с людьми.
Почти 50 лет назад, будучи ребёнком и отдыхая на Сицилии, я нашёл этот предмет на пляже:
Очень заинтересовавшись тем, что это такое, я отнёс его в мой местный музей археологии. «Вы пришли не туда, молодой человек, — сказали мне, — это, очевидно, объект естественного происхождения». Поэтому я пошёл в музей естественной истории, только чтобы услышать: «Извините, это не к нам; это артефакт». И с тех пор эта загадка так и остаётся неразгаданной (хотя при помощи современных методов анализа материала её можно разгадать – и мне, наверное, стоит этим заняться!)
В очень многих случаях сложно сказать, артефакт это или нет. Возьмём строения, которые мы возводили на Земле. Когда я писал книгу «Новый вид науки», я задавал астронавтам вопрос о том, какая замеченная ими из космоса структура имела наиболее очевидно человеческое происхождение. Это была не Великая китайская стена (которую на самом деле из космоса плохо видно). Нет, они сказали, что это был отрезок дороги, пересекающий Большое Солёное озеро в Юте (50-километровая железная дорога, построенная в 1959 году, по разным сторонам которой водоросли имеют разный цвет).
Ещё был круг диаметром 20 км в Новой Зеландии, круг диаметром 50 км в Мавритании и 65 км круг в Квебеке (немного напоминающий гептапод из «Прибытия»):
Что из них артефакты? Это было ещё до появления веба, поэтому нам пришлось связываться с людьми и выяснять этот вопрос. Исследователь из правительства Новой Зеландии сказал, чтобы мы не думали, что этот круг повторяет форму конического вулкана в центре. «На самом деле все гораздо более прозаично, — сказал он, — это граница национального парка, где деревья подрезают только снаружи, то есть, это артефакт. Другие круги не имеют отношения к людям».
Довольно интересно искать свидетельства наличия людей, видимые из космоса. Такие, как сетки огней Канзаса или линии огней в Казахстане. А в последние годы в Дубае видно изображение 11-км пальмы. С другой стороны, люди пытались искать то, что могло бы оказаться «археологическими строениями» на фотографиях Луны в высоком разрешении.
Ладно, вернёмся к вопросу о смысле вещей. В наскальном рисунке 7000-летней давности мы можем распознать формы животных и отпечатки рук. Но что означают конфигурации этих рисунков? В данный момент у нас нет основательных идей по этому поводу.
Может, нам будет проще, если мы обратимся к вещам, лежащим ближе к математике. В 1990-х я охотился за ранними примерами сложных структурированных рисунков по всему миру. Я нашёл много всего интересного (например, мозаику, предположительно сделанную Гильгамешем, 3000 года до н.э., и самые ранние фракталы, от 1210 года н.э.). В большинстве случаев я мог определить, по каким правилам были сделаны рисунки – хотя и не мог сказать, какой «смысл» они должны были передавать, или же это были «просто украшения».
Последний орнамент озадачил меня на какое-то время. Может, это клеточный автомат XIV века? Или что-то из теории чисел? Но в итоге оказалось, что это изображение 62-х атрибутов Аллаха из Корана, в специальной прямоугольной форме арабской каллиграфии, конструируемой следующим образом:
Лет 10 назад я узнал о существовании рисунка 11 000-летней давности на стене в Алеппо, Сирия (надеюсь, что он сохранился). Что это? Математика? Музыка? Карта? Украшение? Цифровое кодирование данных? Мы, в общем, этого не знаем.
Я могу продолжать с примерами. Часто люди говорят: «если видишь то-то и то-то, то оно наверняка сделано с какой-то целью». Философ Иммануил Кант высказывал мнение, что если увидеть нарисованный на песке правильный шестиугольник, то для него можно придумать только «рациональную причину». Я вспоминал об этом каждый раз, когда видел шестиугольные формы в камнях. А несколько лет назад я услышал о шестиугольниках на песке, получающихся благодаря работе одного только ветра. Крупнейший из известных мне шестиугольников – это вид шторма вокруг северного полюса Сатурна – и он, вероятно, не был «помещён туда с какой-либо определённой целью» в любом обычном смысле этого слова.
В 1899 году Никола Тесла принимал множество сложных и странно звучащих радиосигналов, часто немного напоминавших азбуку Морзе. Он знал, что их производят не люди, поэтому сразу же решил, что это радиосообщения от жителей Марса. Естественно, это не так. Это просто результат идущих на Земле физических процессов в ионосфере и магнитосфере.
Но вот, в чём ирония: они часто звучат удивительно похоже на песни китов! И, да, в песнях китов встречаются всякие сложные ритмичные моменты и другие особенности, напоминающие нам о языках. Но мы до сих пор не знаем, используются ли они для общения, или же просто для украшения, или для игр.
Можно представить, что при помощи современного машинного обучения и достаточно количества данных получится натренировать переводчика для «общения с животными». Нет сомнений в том, что будет достаточно легко строить вопросы типа «ты счастлив?» или «ты голоден?» Но что насчёт более сложных вещей? Например, таких, которые мы хотим использовать для общения с пришельцами?
Мне кажется, это будет очень сложно. Даже несмотря на то, что животные живут в одной среде с нами, не очень понятно, как они размышляют. Не упрощает задачу и тот факт, что даже их повседневный опыт общения с миром может сильно отличаться – например, идти с упором на запах, а не на зрение, и так далее.
Животные, конечно, тоже способны выдавать «артефакты». Как, например, этот рисунок в песке, сделанный примерно за неделю маленькой иглобрюхой рыбкой:
Но что это? Что это означает? Можно ли считать этот «иглофакт» великим достижением цивилизации иглобрюхих, которую нужно прославлять по всей солнечной системе?
Кто-то скажет – конечно, нет. Ведь, несмотря на то, что он выглядит сложно, и даже «художественно» – примерно как птичий щебет, в котором содержатся элементы музыки – можно представить себе, как однажды мы сможем расшифровать нервные пути в иглобрюхой рыбы, заставляющие её производить эти действия. Ну и что? Мы ведь однажды сможем разобраться в нервных путях человека, заставляющих их строить соборы – или расставлять маяки по солнечной системе.
Пришельцы и философия цели
Я уже долгое время нахожу полезным следующий мысленный эксперимент. Представьте себе очень продвинутую цивилизацию, способную по желанию перемещать даже звёзды и планеты. В какую конфигурацию они могли бы их привести?
Может, они захотели бы сделать «маяк цели». А может, как Кант, можно решить, что это можно сделать, устроив какую-нибудь легко узнаваемую геометрическую конфигурацию. Как насчёт равностороннего треугольника? Нет, это не пойдёт. Троянские астероиды уже формируют равносторонний треугольник с Юпитером и Солнцем, просто из-за физики.
И вскоре становится понятным, что пришельцы не могут сделать ничего, чтобы «доказать наличие цели». Конфигурация звёзд в небе может казаться нам случайной (хотя мы всё равно видим в них созвездия). Но нельзя сказать, что есть такой правильный способ просмотра, при использовании которого в них станет видно какую-либо великую цель.
Но что сбивает с толку, так это то, что в каком-то смысле такой способ есть! Потому что, просто исходя из физики, получившуюся конфигурацию можно охарактеризовать как достижение цели доведения до предела некоей величины, определяемой уравнениями для материи, гравитации и так далее. Конечно, можно сказать, что «это не считается, это просто физика». Но вся наша Вселенная, и мы тоже, работаем по законам физики. Поэтому мы возвращаемся к обсуждению того, есть ли в такой экстримизации какой-либо смысл.
У нас, людей, есть определённые способы, позволяющие судить, есть ли в чём-либо смысл для нас. И он сводится к тому, можем ли мы «рассказать историю», объясняющую в осмысленных с культурной точки зрения терминах, почему мы что-либо делаем. Конечно, понятие цели развивалось вместе с развитием человечества. Представьте, что вы пытаетесь объяснить цель ходьбы по беговой дорожке, или покупку товаров в виртуальном мире, или отправку тех же маяков в солнечную систему, людям, жившим тысячи лет назад, построившим те строения в Перу, которые я продемонстрировал ранее.
Нам не знакомы способы рассказа «культурно осмысленных историй» о звёздах и планетах, кроме мифологии. И в прошлом мы могли бы представить, что рассказанные истории неизбежно были бы менее богатыми, чем те, что мы можем рассказать о своей цивилизации. Но здесь вступают в силу те самые основы науки, которыми я занимался. Принцип вычислительной эквивалентности говорит, что это не так – и то, что происходит со звёздами и планетами настолько же богато, как то, что происходит в наших мозгах или с нашей цивилизацией.
В попытке «показать что-то интересное» Вселенной мы могли бы решить, что лучше всего предоставить сложные абстрактные вычисления. Но это будет бесполезно. Абстрактных вычислений во Вселенной полно.
Вместо этого «самым интересным» будут специфические и случайные детали нашей личной истории. Конечно, можно представить, что где-то там есть что-то настолько сложное, что оно сможет посмотреть на начало нашей истории и сразу просчитать, как она будет развиваться. Но следствием принципа вычислительной эквивалентности является то, что я называю вычислительной несводимостью – она подразумевает, что в истории нет коротких путей; чтобы выяснить, как всё развивалось, придётся прожить это. Этот принцип помогает прочувствовать осмысленность жизни.
Роль языка
Ладно, допустим, мы хотим объяснить нашу историю. Как нам это сделать? Мы не можем детально воспроизвести всё, что случилось. Нам нужно дать символическое описание более высокого уровня, в котором будет запечатлено всё важное, а всё остальное – идеализировано. Но, конечно, выбор того, что именно важно, зависит от человека.
Можно сказать: давайте покажем картинку. Но тогда придётся говорить о том, как создать картинку из пикселей при определённом разрешении, как представлять цвета, допустим, через RGB – не говоря уже о том, как представлять предметы в 2D, как всё это сжимать и т.п. В нашей истории есть довольно неплохой набор изображений, оставшихся, по крайней мере, узнаваемыми. Но это, вероятно, не в последнюю очередь благодаря тому, что наши зрительные системы, определённые биологией, остались неизменными.
Стоит отметить, что у изображений могут быть свойства, которые мы замечаем только после того, как определённые понятия входят в нашу культуру. К примеру, вложенные рисунки XIII века, приведённые выше, воспроизводили, но игнорировали в книжках по истории искусства сотни лет – пока не стали популярными фракталы, и люди не приобрели способ обсуждать это понятие.
Когда речь заходит о передаче знаний на больших масштабах, единственной известной нам схемой остаётся (а, вероятно, это вообще единственно возможный вариант) язык – в котором, по сути, есть набор символических концепций, которые можно выстраивать почти бесконечным количеством способов для передачи различных смыслов.
Предположительно, именно появление языка позволило нашему виду начать накапливать знания от поколения к поколению, и в итоге выработать известную нам цивилизацию. Поэтому имеет смысл, что язык должен находиться в центре задачи по передаче истории наших достижений.
И в самом деле, если взглянуть на историю человечества, то наиболее подробно изученные нами цивилизации – это как раз те, что оставили свои записи в письменном виде, на языке, который мы смогли прочесть. Если бы у строений Караля были надписи, то (если бы мы смогли их прочесть) мы бы гораздо лучше поняли, зачем они были нужны.
Существуют языки, такие, как латинский, греческий, иврит, санскрит и китайский, которые непрерывно использовались (или хотя бы оставались известными) на протяжении тысячелетий – и мы способны переводить с них. Но в случаях египетских иероглифов, вавилонской клинописи, линейного письма Б или языка майя непрерывность использования была нарушена, и для их расшифровки потребовались героические усилия (а часто и удача в находках таких вещей, как розеттский камень). И на сегодня есть ещё множество языков — линейное письмо А, этрусский, ронго-ронго, сапотекские, письменность долины Инда – которые так и не были расшифрованы.
А есть ещё случаи, в которых просто непонятно, представляет ли собой нечто язык. Примером может служить кипу – которые, предположительно, использовались для записи каких-то «данных», при этом может и использовались, а может и не использовались для записи того, что мы обычно называем языком:
Математика спешит на помощь?
Ладно, но со всеми нашими абстрактными знаниями по математике, вычислениям, и так далее, мы же наверняка сможем изобрести «универсальный язык», который смогут понять везде. Ну, мы, конечно, можем создать формальную систему – вроде клеточного автомата – непрерывно работающую по своим формальным правилам. Но передаёт ли это какую-то информацию?
В ходе своей работы такая система просто делает то, что делает. Выбрать можно только саму систему, используемые правила и начальные условия. Так что, если бы мы использовали клеточный автомат, то могли, к примеру, решить, что хотим продемонстрировать вот такие результаты:
Что мы здесь передаём? У каждого правила есть всякие детальные свойства и поведение. Но как человек вы могли бы сказать: «Ага, я вижу, что все эти правила удваивают длину входных данных, в этом и смысл». Но чтобы сделать такой вывод, необходим определённый культурный контекст. Да, с нашей интеллектуальной историей у нас есть лёгкий способ обсуждать удвоение длины входных данных. Но с другой интеллектуальной историей это может оказаться свойством, о котором нет способа говорить – точно так же, как у людей-историков искусства много столетий не было способа говорить о вложенных узорах.
Допустим, мы решим концентрироваться на традиционной математике. Мы окажемся в той же ситуации. Возможно, мы можем предложить теоремы в какой-то абстрактной системе. Но про каждую из них можно будет сказать: «Ладно, хорошо, из этих правил следует вот это – примерно как формы молекул определяют, как они могут формировать кристалл». И единственныё способ реально передать какое-то сообщение – это выбор, какие именно теоремы показывать, какую систему аксиом использовать. Но чтобы интерпретировать этот выбор, опять-таки потребуется культурный контекст.
Одно из мест, в котором формальный подход встречается с реальностью – это построение теоретических моделей реальных вещей. У нас имеется физический процесс, и у нас есть его формальная символическая модель – сделанная с использованием математических уравнений, программ типа клеточных автоматов, или чего угодно. Нам может показаться, что эта связь мгновенно определяет интерпретацию нашей формальной системы. Но, повторюсь, этого не происходит – наша модель является просто моделью, описывающей какие-то свойства системы, и идеализирующая все остальные. А чтобы увидеть, как это работает, требуется социальный контекст.
Во всём этом есть одно небольшое исключение: что, если существует фундаментальная теория физики всего, которую, возможно, можно обозначить в виде простейшей программы? Тогда эта программа будет не просто идеализированной моделью. Но полным представлением физики. И эта «правда» о нашей Вселенной опишет физику, управляющую абсолютно всеми сущностями, существующими в ней.
Если и вправду существует простая модель Вселенной, то в принципе неизбежно, что описываемые ею прямо вещи не совпадают с вещами, знакомыми нам по повседневному чувственному опыту; ими, вероятно, окажутся «нижние» конструкции вроде пространства и времени. Но всё равно мы можем представить, как показать наши достижения, представив версию итоговой теории нашей Вселенной (если бы мы её нашли). Но и тут есть проблема. Не так-то и сложно показать правильную модель Вселенной: достаточно посмотреть на реальную Вселенную! Поэтому основной информацией в абстрактной репрезентации окажутся её примитивы (на какой основе работает вселенная – сети, алгебраические структуры, что-то ещё?)
Давайте немного отойдём от этого уровня философии. Допустим, мы доставляем физический объект – космический корабль, например – нашим пришельцам. Вы могли бы решить, что тогда задача будет проще. Но опять-таки проблема состоит в необходимости наличия культурного контекста, чтобы решить, что важно, а что – нет. Является ли сообщением расположение заклёпок? Инженерная оптимизация? Инженерные традиции? Или это всё случайно?
Практически всё, что есть на космическом корабле, было размещено там в процессе создания космического корабля. Что-то было размещено «специально» по решению инженеров. Что-то потребовалось вследствие физики изготовления. Но в итоге космический корабль – это просто космический корабль. Можно представить воссоздание нервных процессов, проходивших у инженеров-людей, так же, как можно представить воссоздание тепловых течений при температурной обработке изделий. Но благодаря какому механизму был построен космический корабль, какова его цель – какое сообщение он пытался передать?
Молекулярная версия
Одно дело – говорить об отправке сообщений на основе достижений нашей цивилизации. Но что насчёт простой отправки нашего ДНК? Она, конечно, не описывает (напрямую, по крайней мере) наши интеллектуальные достижения. Но она описывает пару миллиардов лет биологической эволюции и представляет некий памятник 1040 организмам, жившим когда-либо на нашей планете.
Конечно, мы можем спросить, «что это означает?» И одно из значений дарвинизма в том, что формы организмов (и определяющие их ДНК) возникают только как следствие процессов биологической эволюции, без какого бы то ни было «намеренного дизайна». Конечно, в разговоре о биологических организмах существует сильнейшая тенденция говорить что-то вроде «у этого моллюска острая ракушка, потому что она полезна для того, чтобы вклиниваться между камнями» – иначе говоря, приписывать цель тому, что появилось в результате эволюции.
Так какое сообщение мы будем передавать, отправляя ДНК (или организмы целиком)? В каком-то смысле это будет застывшее представление истории, хотя теперь и биологической. И опять всплывает вопрос контекста. Как интерпретировать бестелесную ДНК? Или, какое окружение нужно, чтобы эта спора что-то сделала?
Когда-то давно говорили о том, что если бы в космосе были «органические молекулы», это было бы признаком жизни. Но сейчас обнаружено уже достаточно много сложных молекул, даже в межзвёздном пространстве. И хотя эти молекулы, без сомнения, отражают всяческие сложные физические процессы, никто не считает их признаками жизни.
Что случилось бы, если бы пришельцы нашли молекулу ДНК? Это сложная последовательность осмысленных сообщений, или просто нечто, созданное случайным образом? В итоге, конечно, последовательности, выжившие в современном ДНК, в каком-то смысле отражают то, что приводит к успеху организмы в наших земных условиях – но, как и в случае с технологиями и с языком, существует и обратная связь, которой организмы создают окружающую среду для других.
Так что же демонстрирует последовательность ДНК? Как и библиотека человеческих знаний, это репрезентация множества сложных исторических процессов – и множества несводимых вычислений. Разница в том, что в ней не содержится «искры человеческих намерений».
Конечно, сложно определить наличие такого признака. Если мы посмотрим на созданные нашей цивилизацией вещи, их обычно можно распознать по наличию таких признаков, как простые геометрические формы – линии, круги и так далее. В каком-то смысле иронично, что после всего нашего развития, как цивилизации, наши артефакты выглядят гораздо проще, чем те, что производит природа.
И нам не нужно обращаться к биологии, со всей её эволюцией. Можно посмотреть на физику, на форму снежинок, брызги или турбулентность в жидкостях.
Как я долго доказывал, основной смысл в том, что в вычислительной вселенной возможных программ довольно легко найти примеры, в которых даже простейшие основные правила приводят к появлению сложного поведения. Это и происходит в природе. И единственная причина, по которой мы этого обычно не встречаем в создаваемых нами вещах, состоит в том, что мы ограничиваем себя инженерными практиками, избегающими сложности, чтобы мы могли предвидеть результат. А в итоге мы всегда получаем более простые и знакомые вещи.
Теперь, когда мы лучше понимаем вычислительную Вселенную, мы можем увидеть, что так может быть не всегда. Я добился больших успехов, просто прочёсывая вычислительную вселенную в поисках программ и структур, оказывающихся полезными, вне зависимости от того, можем ли мы «понять», как они работают. Примерно то же происходит при тренировке современной системы машинного обучения. У вас на руках оказывается технологическая система, которая достигает некоей цели, но отдельные части которой, с нашей точки зрения, не занимаются осмысленными вещами.
И я жду, что в будущем, всё меньшая доля созданной человеком технологии станет «распознаваемой» и «понимаемой». У оптимизированного электронного контура не обязательно будет красивая повторяющаяся структура, как и у оптимизированных алгоритмов. Естественно, что иногда сложно понять, что происходит. Этот узор из отверстий на динамике сделан так, чтобы оптимизировать какие-то акустические моменты, или это просто украшение?
И опять мы натыкаемся на то же философское затруднение: мы распознаём механику работы вещей, и можем рассказать историю о том, почему они могут работать именно так. Но нет способа решить, «верна» ли эта история – кроме как ссылаться на детали, связанные с людьми и культурой людей.
Говоря о мире
Вернёмся к языку. Что такое язык на самом деле? Структурно (по крайней мере, в известных нам пока примерах) это набор примитивов (слов, грамматических построений, и т.п.), которые можно собирать по определённым правилам. Мы можем изучать язык формально на этом уровне так же, как мы можем изучать, как собирать мозаику согласно определённому набору правил. Но что делает язык полезным для общения – так это то, что его примитивы как-то связаны с миром – и что они связаны со знанием.
В первом приближении слова или другие примитивы языка оказываются тем, что подходит для описания аспектов мира, о которых мы хотим пообщаться. У нас есть разные слова для стола и стула, потому что мы считаем полезным разделять эти понятия. Мы могли бы начать описывать подробности устройства ножек стола, но для многих целей достаточно будет сказать просто одно слово, или дать один символический примитив: «стол», описывающий то, о чём мы думаем, как стол.
Конечно, для того, чтобы слово «стол» было полезно для общения, отправитель и получатель слова должны делить между собой понимании его смысла. На практике в естественных языках этого обычно добиваются социальным методом – когда люди видят, как другие люди описывают такие вещи, как «стол».
Как определить, какие слова должны существовать? Этот процесс управляется социумом, но на каком-то уровне он заключается в том, чтобы иметь возможность определять концепции, периодически оказывающиеся для нас полезными. Но все эти рассуждения практически не выходят за пределы логического круга. Полезные концепции зависят от окружения, в котором мы живём. Если бы у нас не было столов (например, в Каменном веке), не было бы пользы от слова «стол».
Но когда мы вводим новое слово для чего-либо (например, «блог»), для нас становится легче думать об этом – и этих предметов в окружении, создаваемом нами для себя самих, или выбранном нами для жизни, становится больше.
Представьте себе разум, существующий в форме жидкости (допустим, погода), Или даже представьте водный организм, привыкший к жидкой среде обитания. Множество слов, которые мы принимаем, как само собой разумеющееся, описывающих твёрдые объекты или места, ему не особенно пригодятся. Вместо них у него могут существовать слова для аспектов потока жидкости (допустим, для устойчивых вихрей, изменяющихся каким-то особым образом), которые мы никогда не воспринимали за концепции, для которых нужны слова.
Может показаться, что у других существ в нашей физической Вселенной обязательно будет что-то общее с нами в том, как они описывают мир. Но не думаю, что это так – по сути, вследствие такого явления, как вычислительная неприводимость.
Проблема в том, что вычислительная неприводимость подразумевает существование бесконечного числа неприводимо разных окружающих сред, которые можно построить на основе нашей физической Вселенной – точно так же, как существует бесконечное число неприводимо разных универсальных компьютеров, которые можно создать, используя любой универсальный компьютер. В более практическом смысле, разные существа – или разные разумы – могут работать с использованием неприводимо разных «технологических коллекций», основанных на разных элементах физического мира (атомных, электронных, жидкостных, гравитационных, и т.п.) и различных цепочек изобретений. В результате их метод описания мира может оказаться неприводимо другим.
Формирование языка
Ладно, если мы возьмём определённое восприятие мира, то как понять, какие слова или концепции пригодятся для его описания? В случае естественных человеческих языков это описание просто развивается в результате процесса, похожего на естественный отбор, в ходе использования языка социумом. И при разработке Wolfram Language как языка для вычислительного общения я использовал то, что развилось в человеческом языке.
Как можно увидеть появление слов и концепций в контексте, более удалённом от человеческого языка? В наше время есть ответ, заключающийся в том, чтобы использовать всё сильнее проявляющийся пример чужого интеллекта: искусственный интеллект.
Возьмём нейросеть и начнём скармливать ей, допустим, изображения кучи вещей мира (выбирая носитель в виде двумерных картинок с определённым кодированием данных, мы, по сути, определяем определённый способ «восприятия мира»). И посмотрим, какие различия нейросеть будет делать при сортировке или классификации этих изображений.
На практике разные прогоны выдадут разные ответы. Но любая закономерность ответов даст нам пример языковых примитивов.
Это легко видеть при тренировке сети, идентифицирующей изображения. Мы начали делать это несколько лет назад с использованием десятков миллионов изображений, разделённых на 10 000 категорий. Интересно, что если заглянуть в саму сеть, то она, по сути, занимается разбором особенностей изображений, которые позволяют ей эффективно проводить различия между категориями.
Затем эти особенности, по сути, определяют появляющийся символьный язык нейросети. И этот язык в самом деле для нас довольно чужой. Он не отражает напрямую человеческий язык или человеческое . Это альтернативный способ «познания мира», отличающийся от избранного людьми и человеческим языком.
Можем ли мы расшифровать этот язык? Это позволило бы нам «рассказать историю» о том, что «думает» нейросеть. Но это обычно непросто сделать. «Концепции», определяемые нейросетью, обычно не транслируются так легко на известные нам – и мы завязнем в этом, занимаясь чем-то вроде естественной науки, пытаясь понять явления, на основе которых мы можем построить описание происходящего.
Ладно, но, возможно, этот пример предложит нам способ решения проблемы общения с пришельцами. Не пытайтесь (это будет сложно) формально определить «стул». Покажите много примеров стульев, и используйте их для определения символической концепции «стул». Естественно, когда мы начинаем вместо реальных стульев демонстрировать изображения стульев, возникает проблема описания или кодирования изображений. И хотя этот подход неплохо сработает для распространённых существительных, гораздо труднее будет обходиться с глаголами или более сложными лингвистическими концепциями.
Но если мы не хотим забивать космический корабль примерами объектов (делать из него что-то вроде онтологического Ноева ковчега), возможно, мы сможем просто отправить устройство, способное увидеть объект и показать его название. В конце концов, именно так люди и изучают языки – либо в детстве, либо в целях лингвистики. А сегодня мы точно можем создать небольшой компьютер с хорошим определителем изображений, работающим на уровне человека.
Но есть проблема. Пришельцы будут показывать этому компьютеру всякие вещи, знакомые им. Нет гарантий, что они совпадут с вещами, для которых у нас есть слова. Такую проблему можно увидеть, представив, как мы скармливаем определителю изображений абстрактное искусство; а с творениями инопланетной цивилизации ситуация, скорее всего, будет ещё хуже.
Что делает Wolfram Language
Может ли помочь Wolfram Language? Моей целью при его создании было построить мост между теми вещами, которые хотят сделать люди, и тем, что делают возможным вычисления. И если бы я создавал язык не для людей, а для пришельцев – или даже дельфинов – можно было бы ожидать, что он был бы другим.
В итоге всё сводится к вычислениям и вычислительному представлению всего. Но выбор того, что нужно представлять – и способа представления – зависит от всего контекста. И даже для людей эти параметры со временем меняются. К примеру, за те 30 с лишним лет, что я работал над Wolfram Language, технология и мир значительно развились – в результате чего появился смысл в добавлении в язык множества новых вещей. Продвижение культурного понимания вычислений – такие вещи, как гиперссылки и функциональное программирование становятся всё более общепринятыми – также меняет концепции, которые можно использовать в языке.
Пока что люди представляют себе Wolfram Language как способ общения людей с компьютером. Но я всегда относился к нему как вычислительному языку для общения общего назначения, как для людей, так и для компьютеров – он, в числе прочего, позволяет людям думать и общаться в вычислительных терминах. И, да, важность вычислительного будет возрастать – и станет важнее умения математически мыслить в прошлом.
Но ключевой момент в том, что Wolfram Language описывает вычисление в терминах, доступных людям. Мы можем рассматривать его как попытку дать определение тому, какие части вселенной возможных вычислений мы, люди, находясь на текущем этапе развития цивилизации, считаем наиболее важными.
Ещё один способ сказать это другими словами – можно представить себе Wolfram Language как способ сжатого предоставления (или модель) сущности нашей цивилизации. Часть этой сущности алгоритмическая и структурированная; часть – данные и знание по поводу деталей мира и его истории.
Предстоит ещё много работы для превращения Wolfram Language в полный символический язык для общения, способный выразить весь спектр человеческих намерений (к примеру, возможность записывать полностью юридические контракты или этические принципы для ИИ). Но с Wolfram Language в его текущем виде мы уже охватываем достаточно большой спектр проблем и достижений нашей цивилизации.
Но как скормить всё это пришельцам? На каком-то уровне, гигабайты кода и терабайты данных – просто некие правила, как правила клеточных автоматов или любых других вычислительных систем. Но суть в том, что эти правила были выбраны для проведения расчётов, кажущихся наиболее важными людям.
Это немного напоминает модели египетских гробниц, где видно, какие занятия египтяне считали важными. Если мы дадим пришельцам Wolfram Language, мы дадим им вычислительную модель того, что считаем важным. Не считая того, что давая доступ к целому языку, вместо отдельных картинок или диорам, мы обеспечиваем гораздо более широкий и глубокий способ общения.
Реальность капсул времени
То, что мы пытаемся сделать, в каком-то смысле напоминает капсулу времени. Какие уроки мы можем извлечь из временных капсул прошлого? К сожалению, история не особенно вдохновляет нас.
В частности после открытия гробницы Тутанхамона в 1922 году случился всплеск энтузиазма по поводу изготовления капсул времени, продолжавшийся немногим более 50 лет, приведший к созданию – и обычно погребению – порядка 10 000 капсул времени. Но большая часть этих капсул времени уже к сегодняшнему дню забыта – в основном потому, что создавшие их организации поменяли деятельность или обанкротились. В 1939 году гордым примером создания капсулы времени стали таковые от компании Westinghouse, созданные специально для всемирной выставки. В прошлом году остатки этой компании подали заявление на банкротство.
В моём собственном почтовом архиве за прошлые года можно найти множество запросов на материалы для капсул времени, и рассматривая его, я вспоминаю, что мы создали капсулу времени для 10-го юбилея системы Mathematica в 1998 году. Но где она сейчас? Я не знаю. В этом и состоит типичная проблема. Поддерживаемый в рабочем состоянии архив (библиотека, и т.п.) может организованно следить за всеми вещами, а капсулы времени оказываются отдельными событиями, и часто оказываются в уединённых местах, после чего быстро теряются и забываются. Может произойти и обратное: люди считают, что в каком-то месте должна быть капсула времени – например, считалось, что такую капсулу оставил Джон фон Ньюман, чтобы её открыли через 50 лет – но оказывается, что это не так.
Одна область, в которой хотя бы неформальные версии капсул времени вроде бы работают с какой-то периодичностью – это строительство. К примеру, в Англии при ремонте соломенных крыш примерно раз в 50 лет часто находят сообщения от предыдущих рабочих. Но особенно старой традицией – ведущей начало аж от вавилонян – является размещение посланий в фундаментах, в частности, в угловых камнях зданий.
Часто во времена Вавилона это могла быть надпись, проклинающая человека, сносящего здание до такой степени, чтобы можно было увидеть его фундамент. Позже появились другие традиции, например, у Вольных каменщиков было принято скрывать небольшие памятные шкатулки в общественных зданиях, которые они строили.
Большим успехом, чем спрятанные капсулы времени, пользовались надписи на камнях у всех на виду. И довольно большая часть наших знаний древней истории и культуры действительно происходит от таких объектов. Иногда они являются частью более крупной сохранившейся архитектуры. Но одним из знаменитых примеров (ключом к расшифровке клинописи) может служить простая надпись, нацарапанная на скале, расположенной на территории современного Ирана:
Для выразительности вверху добавлен барельеф с изображением воинов в натуральную величину. Переведённый текст начинается так: «Я Дарий великий, король королей…», и дальше идёт 76 параграфов достижений Дария, многие из которых повествуют о подавленных восстаниях против него, в которых лидеров восстаний ждал бесславный конец.
Такие надписи часто встречаются в древнем мире (как их более скромные аналоги часто встречаются сегодня). Но их иронию хорошо передаёт любимая мною в детстве сонет Шелли "Озимандия" (в честь египетского Рамзеса II):
Я встретил путника; он шёл из стран далёких
И мне сказал: вдали, где вечность сторожит
Пустыни тишину, среди песков глубоких
Обломок статуи распавшейся лежит.Из полустёртых черт сквозит надменный пламень,
Желанье заставлять весь мир себе служить;
Ваятель опытный вложил в бездушный камень
Те страсти, что могли столетья пережить.И сохранил слова обломок изваянья: —
«Я — Озимандия, я — мощный царь царей!
Взгляните на мои великие деянья,
Владыки всех времён, всех стран и всех морей!»Кругом нет ничего… Глубокое молчанье…
Пустыня мёртвая… И небеса над ней…// перевод К. Д. Бальмонта
Если в описании проекта космических маяков будет раздел «риски», то это описание может стать хорошим примером.
Конечно, кроме специальных «показательных» надписей, древние цивилизации оставили множество «документальных», сохранившихся по сию пору в том или ином виде. Десять лет назад я купил через интернет (да, уверен, что она настоящая) небольшую табличку с клинописью, датируемую 2100 годом до н.э.:
Оказалось, что это контракт, по которому мистер Лу-Нанна получает 1,5 гур (порядка 0,4 м3) ячменя в летний месяц дамузи (июнь-июль), за который он должен расплатиться определёнными товарами в сентябре-ноябре.
Большая часть сохранившихся табличек сообщает о чём-то подобном. Одна из тысячи повествует о математике или астрономии. И глядя на них сегодня, интересно смотреть, насколько далеко вавилоняне продвинулись в математике и астрономии. Но (за исключением некоторых астрономических параметров) после какого-то момента мы мало что узнаём из этих табличек.
И это урок для наших сегодняшних попыток. Если мы разместим в наших маяках математику или научные факты, то это покажет, насколько далеко мы продвинулись (и, конечно, чтобы произвести наилучшее впечатление, нам надо включить туда самые передовые исследования – к примеру, современную математику, но это будет довольно трудно сделать). Но это немного напоминает людей, ищущих работу, которые начинают своё резюме с описания базовых фактов. Да, мы всё это знаем – расскажите нам что-нибудь о себе!
Но как это лучше сделать? В прошлом наибольшей пропускной способностью обладало слов. В сегодняшнем мире это видео – или ИИ-симуляция. Но это не всё, и это видно в сегодняшней археологии. Практически любой твёрдый объект несёт в себе микроскопические следы своей истории. Возможно, это несколько случайных молекул – ДНК или чего-то ещё, попавшего в кухонную утварь. Возможно, это микроскопические трещинки и царапины самого материала, демонстрирующие износ.
Атомная микроскопия – начало одного их способов систематически считывать такие вещи. Поле введения компьютеров молекулярного масштаба такие возможности будут расти всё быстрее. Это даст нам доступ к огромному хранилищу «исторического выхлопа».
Мы не сможем сразу же узнать имя «Лу-Нанна». Но мы сможем узнать их ДНК, ДНК их писца, в какое время дня была изготовлена табличка, какие запахи и, возможно, даже звуки присутствовали при высыхании глины. Всё это можно охарактеризовать, как «сенсорные данные» – и они, опять-таки, дают нам информацию о том, «что произошло», без всякой интерпретации того, что считается важным.
Сообщения в космосе
Ладно, но наша цель – поместить информацию о нашей цивилизации в космосе. Какова история предыдущих попыток это сделать? Пока что за пределами Солнечной системы есть всего четыре космических корабля, и ещё порядка сотни аппаратов в более-менее нетронутом состоянии на поверхностях разных планет (не считая жёстких посадок, расплавившихся аппаратов на Венере, и так далее). В каком-то смысле, сам космический аппарат представляет собой довольно большое «сообщение», иллюстрацию многих технологий, и так далее.
Вероятно, наибольшее количество «информации о дизайне» будет содержаться в микропроцессорах. И хотя необходимость производства радиационно-стойких интегральных схем заставляет использовать схемы чипов, отстающие на десяток лет от новейших моделей, всё же, например, в космическом аппарате "Новые горизонты", запущенном в 2006 году, стоят процессоры MIPS R3000 (хотя и работающие на частоте 12 МГц), содержащие более 100 000 транзисторов:
Также там содержится довольно много ПО, обычно хранящееся в ROM. Его, конечно, может быть не так легко понять, даже людям – например, только в прошлом месяце для запуска резервных маневровых ракетных двигателей Вояджера-1, которые не использовались последние 37 лет, потребовалось расшифровывать машинный код для давно уже исчезнувшего сделанного на заказ ЦП.
Строение космического корабля много может рассказать об инженерном деле и его истории. Почему у антенны такая форма? У неё длинная история происхождения от других антенн, которые производились и моделировались так-то и потому-то, и так далее.
Что насчёт более прямой информации о людях? Часто можно встретить небольшие ярлыки, распечатанные и закреплённые на компонентах их производителями. В последнее время появилась тенденция отправки списка имён людей (более 400 000 на «Новых горизонтах») в виде гравировок, микрофильмов или CD/DVD. Марсианская миссия MAVEN несла на себе более 1000 хайку о Марсе, созданных общественностью, 300 детских рисунков – всё это на DVD). Но на большинстве космических кораблей самым выделяющимся «человеческим сообщением» служит флаг:
Несколько раз аппараты оборудовали специальными табличками и экспонатами. К примеру, на опоре лунного модуля Аполло-11 была прикреплена такая табличка (с Землёй в виде стереографической проекции, разрезанной в середине Атлантики по меридиану 20°):
Каждая миссия Аполло к Луне также размещала там американский флаг (и большая часть из них ещё "развевается" согласно недавним наблюдениям в высоком разрешении) – что странно напоминает святилища древних богов, обнаруживаемые в археологических раскопках:
Самый первый успешный лунный зонд (Луна-2) отнёс на Луну этот объект, похожий на мячик – он должен был взорваться на манер гранаты и рассеять пятиугольники по поверхности как раз перед тем, как зонд упадёт на поверхность:
На Марсе есть табличка, больше похожая на титульный лист документа – её можно описать, как «отправим-ка результаты работы мозжечка некоторых людей в космос» (какой анализ личности пришельцы смогут сделать на основе этих подписей?):
Есть и ещё один список имён, на этот раз – мемориал падшим астронавтам, оставленный на Луне Аполло-15. К нему прилагается статуэтка, странно напоминающая статуэтки из археологических раскопок:
Статуэтки оказывались и на других космических аппаратах. Вот несколько фигурок LEGO, отправившихся на Юпитер на аппарате «Юнона» (слева направо: мифологический Юпитер, мифологическая Юнона и реальный Галилей):
Также на том аппарате было ещё одно посвящение Галилею – хотя всё это испарится, когда он сойдёт с орбиты Юпитера в 2018 году, чтобы не загрязнить его луны:
На Луне могут оставаться различные личные вещи и другие безделушки – обычно неформально. Пример – коллекция крохотных произведений искусства (которые даже человека поставят в тупик), которые были прикреплены к опоре лунного модуля Аполло-12:
Было ещё одно «произведение» (а также устройство для цветовой калибровки), отправленное на неудачном аппарате "Бигль-2":
На различных марсоходах есть несколько «марсианских солнечных часов», служащих как солнечными часами, так и цветовой калибровкой. На ранних было написано «Два мира, одно Солнце» – а также название Марса на 22 языках; на поздних было менее поэтичное послание «На Марс, для исследований».
Ещё одна космическая безделушка, памятная монетка из Флориды, на борту аппарата «Новые горизонты» недавно пролетела мимо Плутона – её, предположительно, было легко достать недалеко от места запуска аппарата.
Наиболее серьёзную и известную попытку передать сообщение представляют собой алюминиевые таблички на Пионерах 10 и 11, запущенные в 1972 и 1973 годах (сегодня они уже за пределами нашей связи):
Должен сказать, что мне никогда не нравилась эта табличка. Её создатели, по-моему, перехитрили сами себя. Самая большая претензия у меня всегда была к элементу слева вверху. В изначальной статье (под руководством Карла Сагана) об этой табличке написано, что «этот элемент должен быть сразу узнаваем физиками иных цивилизаций».
Но что это? Как человеческий физик, я могу догадаться: это каноничное изображение радиолинии нейтрального водорода, также известной, как 21-см линия. Стрелочки должны представлять направления спинов протона и электрона до и после перехода. Но погодите-ка: у электронов и протонов спин равен 1/2 поэтому они ведут себя, как спиноры. И традиционно в учебниках по квантовой механике спиноры часто изображают векторами. Но это произвольное соглашение.
Да, и почему нужно изображать волновые функции квантовой механики в атомах в виде локализованных линий? Электроны должны идти по «полному кругу», что обозначает их делокализацию. Да, такую иконографику можно объяснить человеку, привычному к учебникам по квантовой механике. Но настолько непонятна и присуща конкретно человеку, насколько это возможно. И, кстати, почему бы для представления излучения в 21,106 см просто не нарисовать линию такой длины, или не сделать табличку такого размера (её ширина равняется 22,9 см)?!
Я мог бы и дальше распространяться о том, что не так с этой табличкой. Стилизованные изображения людей, особенно по сравнению с космическим аппаратом. Использование стрелки для показа направления космического аппарата (проходили ли пришельцы через стадию использования стрел?) Нулевые байты в конце строк, покрывающие недостаточно точные измерения периодов пульсаров.
Официальное описание из оригинальной работы не исправляет ситуацию, и вообще, в работе организован какой-то сложный «тест на научный IQ» в виде объяснения того, как нужно расшифровывать остальные элементы таблички:
После привлечения внимания к табличкам Пионеров, для аппаратов Вояджер, запущенных в 1977 году, была проделана более амбициозная попытка. В результате появилась 12-дюймовая "золотая пластинка «Вояджера»" с «альбомной обложкой»:
В 1977 году записи для фонографа казались «универсально очевидной технологией». Сегодня, конечно же, даже сама концепция аналоговых записей почти исчезла. А что это за тщательно прорисованная «иголка» слева вверху? В наше время очевидным способом для чтения записи было бы просто сделать её в виде изображения, без всяких желобков для иголок.
Ладно, и что же на этой записи? Несколько устных приветствий на 55 языках (начиная с современной версии аккадского), вместе с 90-минутным сборником музыки всего мира. Представляю себе, как переводчик-пришелец, или ИИ, зря пытается сопоставить сообщения, содержащиеся в словах и в музыке. Ещё там есть час записанных мозговых волн будущей жены Карла Сагана (Энн Дрюан), которая вроде бы думает о разных вещах.
Ещё там есть 116 изображений, закодированных в аналоговых строках развёртки (не знаю, как кодируется цвет). Многие из них – фотографии из жизни Земли 1970-х. Некоторые – «научные объяснения», представляющие собой неплохие упражнения для интерпретации для студентов 2010 годов (хотя вещественное округление странное, упомянуто 9 планет, в базовой паре стоит S вместо С, и кроме того, есть очень милый рисунок-силуэт):
Да, когда я предложил свои версии «карточек с картинкой и подписью» для учёных в фильме «Прибытие», я тоже начал с двоичного кода – хотя в наше время легче и естественнее показать всю вложенную закономерность последовательностей цифр:
Среди попыток, происходивших после Вояджеров, были (очень в стиле 1990-х) CD с художественным произведением «Видения Марса» на неудачном аппарате Марс-96 1996 года, а также временная капсула 2012 года – CD с изображениями и видеороликами спутника Echostar 16 на геостационарной орбите вокруг Земли:
Немного другая табличка была запущена в 1976 году на спутнике LAGEOS-1, который должен находиться на полярной орбите вокруг Земли 8,4 млн лет. Там есть двоичные числа, напоминающие «двоичный медальон» Лейбница. Ещё там есть предсказанный результат континентального дрейфа (что насчёт уровня моря?), от 228-летней давности до конца жизни спутника – из-за которого возникает вопрос «правильно ли мы всё продумали?»:
В миссию "Кассини", пролетавшую мимо Сатурна, почти включили бриллиантовую табличку с гравировкой, но из-за того, что люди не смогли договориться, её так и не отправили. Вместо этого, прямо-таки по следам Озимандия, в космическом аппарате осталась пустая подставка для неё, поэтому до её предназначения будет очень сложно догадаться.
Ещё один класс артефактов, отправляемых в космос – это радиотрансляции. И пока у нас не будет более направленных радиотрансляций (и 5G нам поможет), мы излучаем в космос определённое количество (всё более зашифрованной) радиоэнергии. Самой интенсивной передачей остаётся гудение линий электропередач на 50 и 60 Гц, а также очень напоминающие пульсары радары системы раннего обнаружения ракет. Но в прошлом бывали попытки отправить сообщение для инопланетян.
Самой известной попыткой была отправка с радиотелескопа Аресибо в 1974-м. Его длительность повторения равнялась произведению двух простых чисел, что намекает на прямоугольный массив. Для людей расшифровка этого сообщения было бы интересным упражнением. Видите ли вы последовательность двоичных чисел? Схематическую ДНК, битовую карту её компонентов? Иконку телескопа? Маленького человечка, будто из 8-битной игры?
Были отправлены и другие сообщения – реклама Doritos, песня the Beatles, страницы с Craigslist, генетическая последовательность растения – а также некоторые приводящие в смущение рисунки.
Конечно, мы принимаем радиопередачи из космоса, которые часто не можем понять. Являются ли они признаками наличия интеллекта? Или это «просто физика»? Как я говорил, принцип вычислительной эквивалентности говорит о том, что на самом деле разницы не существует. В этом и состоит трудность нашего проекта с маяками.
Стоит упомянуть, что кроме того, что отправляют в космос, прямо на Земле были оставлены сообщения, специально предназначенные для будущего, рассчитанные на несколько тысяч лет. Примеры – звёздная карта на полу плотины Гувера 2000-летней давности, и давно планируемые, но пока не реализованные предупреждения "не подходить – радиоактивно", рассчитанные на 10 000 лет (или специальные «атомные священники», передающие информацию из поколения в поколение), для хранилищ радиоактивных отходов, таких, как WIPP в Западном Техасе.
Разговор о межпланетном общении будет неполным без упоминания книги 1960 года "Линкос: разработка языка для космического общения", моя копия которой оказалась на съёмочной площадке «Прибытия». Идея книги состоит в использовании методов и способов записи математической логики для объяснения математики, науки, человеческого поведения и других вещей исходя из «первых принципов». Её автор, Ханс Фройденталь, несколько десятилетий обучал математике и искал наилучшие пути объяснять математику (человеческим) детям.
Линкос появился слишком рано для того, чтобы получить преимущества современного о компьютерных языках. Он использовал часто почти комически невразумительный подход трёхтомника "Principia Mathematica" [лат. Принципы математики], труда по логике и философии математики Альфреда Норта Уайтхеда и Бертрана Рассела, выпущенный в 1910-х. В этой книге обозначение даже простейших идей становилось сложным. Касательно поведения людей линкос просто давал примеры в виде небольших театральных постановок, записанных в виде обозначений математической логики.
Однако интересно попробовать символическое представление таких вещей – в этом и состоит смысл моего символического языка для общения. Но хотя линкос был только началом попыток сформулировать что-то подобное, он всё равно стал очевидным источником попыток отправить "активные сообщения SETI", которые начались в 1999 году, и некоторые растровые изображения низкого разрешения на линкосе были отправлены к ближайшим звёздам.
Научная фантастика и за её пределами
Для нашего проекта с маяками необходимо создать человеческие артефакты, которые смогут распознать даже инопланетяне. Связанный с этим вопрос о том, как могут быть распознаны инопланетные артефакты, много раз встречался в научной фантастике.
Чаще всего это что-то, что «не выглядит природным», либо из-за противостояния гравитации, либо из-за чрезмерной простоты или идеальности. К примеру, когда в фильме «2001» чёрный прямоугольный монолит с соотношением сторон точно 1:4:9 появляется на Земле каменного века, или на Луне, он, очевидно, «неестественный».
С другой стороны, люди XIX века утверждали, что тот факт, что такой сложный артефакт, как сделанные руками человека карманные часы, оказывается гораздо проще биологических организмов, говорит о том, что последние могут быть лишь «творением божьим». Но я думаю, что проблема в том, что наша технология просто ещё недостаточно продвинулась. Мы по большому счёту до сих пор полагаемся на инженерные традиции и конструкции, благодаря которым мы можем легко предсказать, как поведёт себя система.
Но я не думаю, что это будет продолжаться ещё долго. В течение долгих лет изучения вычислительной вселенной всех возможных программ, я узнал, что часто бывает так, что наиболее эффективные программы для конкретной цели не выглядят простыми (и это в каком-то смысле неизбежное следствие попыток наиболее эффективного использования вычислительных ресурсов). В результате, когда мы начнём систематически порождать такие программы (как уже начали делать дарвиновская эволюция и тренировка нейросетей), мы получим артефакты, уже не выглядящие простыми.
Иронично, но неудивительно, учитывая принцип вычислительной эквивалентности, что из этого следует, что наши будущие артефакты будут всё больше походить на «природные системы». А наши текущие артефакты, возможно, в будущем будут выглядеть так же примитивно, как многие из предметов, созданных до появления современных промышленных процессов, выглядят для нас сегодня.
Некоторые НФ-истории изучали вопрос «естественно выглядящих» инопланетных артефактов, и то, как их можно обнаружить. Естественно, этот вопрос увязает в тех же проблемах, что я уже обсуждал в этой записи – к примеру, очень сложно сказать наверняка, был ли странно красный и странно вытянутый межзвёздный объект, недавно пересекший нашу солнечную систему, инопланетным артефактом или просто «природным камнем».
Пространство всех возможных цивилизаций
Основной темой этого поста является то, что для «общения» требуется определённый совместный «культурный контекст». Но насколько совместный? Разные люди – с достаточно разной историей и опытом – обычно достаточно хорошо понимают друг друга для того, чтобы общество функционировало, хотя с ростом «культурных различий» понимание усложняется.
В человеческой истории можно представить себе целую сеть культурных контекстов, определяемых, по большому счёту (по крайней мере, до недавнего времени), местом и временем. Соседние контексты обычно довольно сильно связаны – но чтобы продвинуться на существенное расстояние, допустим, во времени, часто нужно пройти довольно длинную цепочку промежуточных связей – примерно как нужно пройти цепочку промежуточных переводов, чтобы перевести текст с одного языка на другой.
В частности, в текущие времена культурный контекст часто довольно сильно изменяется даже за время одной человеческой жизни. Но обычно этот процесс достаточно плавный, чтобы индивид мог построить связи между разными встреченными им контекстами – хотя, конечно, полно и таких людей, которых сбивают с толку предпочтения и интересы молодёжи (вспомните современные соцсети, и т.п.). И, конечно, если бы какой-то человек внезапно проснулся через сто лет, определённо часть культурного контекста отличалась бы крайне сильно, что сбивало бы с толку.
Ну, ладно, можем ли мы создать некую формальную теорию культурного контекста? Для этого нам потребовалось бы описать пространство всех возможных цивилизаций. И сначала это кажется совершенно нереальным.
Но исследуя вычислительную вселенную всех возможных программ, мы глядим на пространство всех возможных правил. Легко представить, что мы определяем хотя бы какие-то особенности цивилизации при помощи подходящего правила – а разные правила могут привести к кардинально разному поведению, как в этих клеточных автоматах:
Ладно, но что в таком контексте будет означать «общение»? Как только эти правила будут вычислительно универсальными (а принцип вычислительной эквивалентности утверждает, что кроме как в тривиальных случаях, так будет всегда), должен появиться способ трансляции между ними. Конкретно, для одного универсального правила должна быть какая-то программа – или класс начальных условий – благодаря которым можно эмулировать любое другое определённое правило. Или, иначе говоря, должно быть возможным реализовать интерпретатор любого правила в терминах изначального правила.
Затем можно представить себе определение расстояния между правилами, определяемого размером или сложностью интерпретатора, необходимого для трансляции между ними. Но хотя в принципе это звучит неплохо, на практике это однозначно непросто сделать. Не помогает и тот факт, что интерпретируемость может быть формально неразрешимой, поэтому на размер или сложность транслятора может не быть верхних ограничений.
Но концептуально это даёт нам шанс подумать об определении «коммуникационного расстояния». И, возможно, можно представить первое приближение для упрощённого случая нейросетей, в котором можно просто спросить, насколько сложно натренировать одну сеть так, чтобы она вела себя, как другая.
Более приземлённой аналогией пространства культурных контекстов будут человеческие языки, из которых известно порядка 10 000. Оценить схожесть языков можно, изучая их слова, и, возможно, грамматические структуры. И хотя в первом приближении все языки могут говорить об одном и том же, между языками, может существовать хотя бы искусственная, но существенная разница.
Но в случае человеческих языков много чего определяется историей. Можно также определить целое эволюционное дерево языков, которое объясняет, что близко, а что – нет. Языки часто родственны культурам, но это не одно и то же. К примеру, финский язык очень отличается от шведского, хотя финская и шведская культуры сильно похожи.
В случае с человеческими цивилизациями существует множество индикаторов похожести. Насколько похожими выглядят их артефакты с точки зрения нейросети? Насколько похожи их социальные, экономические или генеалогические сети? Насколько похожи численные измерения закономерностей их законов или управления?
Конечно, у всех человеческих цивилизаций есть общая история – и они, без сомнения, занимают крохотный уголок в пространстве всех возможных цивилизаций. И для большинства потенциальных инопланетных цивилизаций совершенно нереалистично было бы ожидать, что те виды индикаторов, что мы обсуждаем в контексте человеческих цивилизаций, можно будет даже просто определить.
Так как можно охарактеризовать цивилизацию и её культурный контекст? Можно спросить, как она использует вычислительную вселенную всех возможных программ. Какие части этой вселенной для неё важны, и какие – нет?
Возможно, конечной целью культурной эволюции служит использование всего пространства возможных программ. Конечно, наша физическая Вселенная, предположительно, основана на определённых программах – хотя в рамках Вселенной можно прекрасно эмулировать и другие программы.
И, вероятно, всё, что мы можем определить, как «цивилизация», имеющая «культурный контекст», должно использовать какой-то вид кодирования – и, по сути, определённый вид языка – для программ, которые оно желает определить. Поэтому один способ охарактеризовать цивилизацию – представить, какой аналог Wolfram Language (или, в общем, какой язык символьного общения) она изобретёт для описания вещей.
Да, я провёл всю свою жизнь, создавая единственный пример Wolfram Language, предназначенный для людей. А теперь я предлагаю представить пространство всех возможных аналогичных языков, со всеми возможными способами отбора и кодирования вычислительной вселенной.
Но именно это нам и нужно сделать, если мы всерьёз задумаемся над общением с пришельцами. И в каком-то смысле, точно так же, как мы можем сказать, что мы будем рассматривать инопланетян, живущих на расстоянии в определённое количество световых лет, мы можем и сказать, что мы будем рассматривать инопланетян, у которых язык, определяющий их культурный контекст, находится на определённом «расстоянии трансляции» от нашего.
Как это можно изучить на практике? Мы, конечно, можем представить себе то, какой аналог языка Wolfram Language может оказаться полезным существам, с которыми мы делим Землю. Мы можем подумать о том, что покажется полезным для ИИ – хотя в этом есть определённый замкнутый цикл, поскольку мы пока создаём ИИ для выполнения человеческих целей. Но, возможно, лучшим способом идти вперёд будет просто представить некое абстрактное перечисление всех возможных аналогов Wolfram Language, а затем изучение возможных методов трансляции между ними.
Что же нам отправить?
Ладно, вот у нас есть куча сложных интеллектуальных и философских проблем. Но если мы хотим отправить в космос маяки, говорящие о достижениях нашей цивилизации, что же лучше всего будет сделать на практике?
Несколько очевидных моментов. Во-первых, даже если это кажется «универсальным», не стоит отправлять слишком много формально выводимого материала. Мы можем сказать, что 2 + 2 = 4, или определить кучу математических теорем, или продемонстрировать эволюцию клеточного автомата. Но кроме демонстрации того, что мы способны на успешные вычисления (что не представляет собой ничего особенного, учитывая принцип вычислительной эквивалентности), таким образом мы особенно ничего не передадим. Единственной реальной информацией о нас будет выбор того, что именно передавать: какие арифметические факты, какие теоремы, и так далее.
Вот древний египетский кубик. Да, интересно, что им был знаком икосаэдр, и что они решили его использовать. Но подробности формы икосаэдра нам ничего не говорят – он точно такой же, как любой другой икосаэдр.
Ладно, значит, важным принципом будет следующий: если мы хотим передать что-то о себе, нам надо передавать то, что для нас кажется особенным – а именно, всякие случайные детали по поводу нашей истории и интересов. Мы можем отправить энциклопедию. Или, если места будет больше, всё содержимое интернета, все сканы книг, все доступные видео.
Однако какого-то объёма информации должно быть достаточно: когда в принципе это будет весь сырой материал, отвечающий на любой разумный вопрос, который можно задать по поводу нашей цивилизации и наших достижений.
Но как сделать это максимально эффективным? По крайней мере, для вопроса знаний в общем, я провёл много времени над решением этой задачи. Поскольку, в каком-то смысле, именно это и есть цель Wolfram|Alpha: создать систему, способную вычислить ответы на максимально возможно широкий спектр вопросов.
Так что, да, если мы отправим Wolfram|Alpha, мы отправим знания нашей цивилизации в концентрированном, вычисляемом виде, готовом для широкого использования.
Конечно, по крайней мере, публичная версия Wolfram|Alpha работает только с общими знаниями. Что насчёт более детализированной информации о людях?
Всегда можно воспользоваться такими вещами, как архив электронной почты, личная аналитика, записи, и так далее. У меня есть собранные за три десятилетия подробные личные данные, которые я собирал в основном потому, что это было легко сделать.
Но что из этого можно извлечь? Полагаю, что в этом архиве достаточно данных, чтобы в принципе можно было создать на их основе моего бота: то есть, создать ИИ-систему, которая реагировала бы на запросы почти так же, как я.
Конечно, всегда можно «отправиться к источнику» и считать содержимое человеческого . Мы пока не знаем, как это сделать. Но если предположить, что получатели наших маяков будут более продвинутыми, можно предположить, что получив , они смогут разобраться в том, что он бы сделал.
И действительно, возможно, наиболее очевидной вещью для отправки (хотя и немного жутковатой) будут целиком замороженные люди (и они должны хорошо сохраниться при температуре межзвёздного пространства!) Конечно, весьма иронично, насколько это напоминает египетскую идею о мумификации – хотя наша технология будет лучше (но мы пока не решили задачу крионики).
Есть ли способ ещё лучше? Возможно, использовать ИИ и цифровые технологии вместо биологии. Тогда у нас будет другая проблема. Да, я считаю, что мы сможем сделать ИИ, представляющий любой нужный нам аспект нашей цивилизации. Но тогда нам придётся решить, что из нашей цивилизации «лучшее».
Это очень сильно связано с вопросами этики и «конституции», которые мы должны определить для ИИ – и эта задача, напрямую связанная с динамикой нашего общества. Если мы отправляем биологических людей, тогда мы получим все свойства каждого человека в комплексе. Но, если мы отправим ИИ, тогда нам придётся решить, какие из бесконечного набора возможных характеристик мы будем присваивать ИИ, чтобы он наилучшим образом представил нашу цивилизацию.
Что бы мы ни отправили – биологический или цифровой материал – нет никаких гарантий успешного общения. Конечно, наш человек или наш ИИ постарается понять и отреагировать на запросы нашедшего их пришельца. Но это может быть и безнадёжной задачей. Да, наш представитель, возможно, сумеет определить пришельцев, и пронаблюдать за проводимыми ими вычислениями. Но это не значит, что между ним и пришельцами появится достаточно точек соприкосновения, чтобы можно было передать хоть что-то, напоминающее какой-то смысл.
И однозначно не вселяет надежд тот факт, что мы пока не смогли точно определить, что можно считать признаками присутствия инопланетного интеллекта во Вселенной. Также не обнадёживает то, что даже на нашей планете мы не смогли наладить общение с другими видами.
Но, как и Дариус – или даже Озимандия – мы не должны сдаваться. Мы должны считать маяки монументами. Возможно, они окажутся полезными для какого-то вида «загробной жизни». Но пока что они служат некоей объединяющей идеей для размышлений о том, какими достижениями нашей цивилизации мы гордимся, и что мы хотим запечатлеть и отметить наилучшим возможным способом. И я, конечно, с удовольствием внесу свой вклад в эту попытку в виде вычислительных знаний, за сбор которых я отвечаю.
Автор: Вячеслав Голованов
